摘要：針對大蒜素（Alli）不穩(wěn)定的缺陷，采用環(huán)糊精（ β -CD）包合技術(shù)，將Alli有效包合到 β -CD空腔中;通過靜電紡絲技術(shù)，將包合后的AIi負(fù)載到以普魯蘭（PUL）和聚乙烯醇（PVA）為紡絲基材的納米纖維中，制備出具有抗菌活性的PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜。通過掃描電鏡觀察該納米纖維膜的形貌，采用傅里葉紅外光譜和X射線衍射分析物質(zhì)相互作用和結(jié)晶性能，利用紫外可見分光光度計(jì)測試包封率，并依據(jù)平板計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)測得試樣抑菌率。結(jié)果表明：PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜的纖維連續(xù)且平均直徑為（ 414.45±12.09）nm ;Alli被有效包合于 β -CD空腔中，且PUL、PVA與Alli/ β -CD-IC之間存在氫鍵作用;在Alli與 β -CD質(zhì)量比 1：3 時(shí)， Alli/β -CD-IC可獲得最高包封率（ 98.6% ），PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜對大腸桿菌的抑菌率可達(dá)（ 99.91±0.07）% 。因此，PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜具有優(yōu)異的抗菌性能，其在活性食品包裝材料領(lǐng)域有較大的應(yīng)用潛能。

關(guān)鍵詞：靜電紡；大蒜素；環(huán)糊精；納米纖維膜；包合物；抗菌性中圖分類號(hào)：TS15 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-265X（2025）06-0091-09

近年來，抗菌納米纖維膜的開發(fā)已成為食品包裝行業(yè)中具有潛力的研究方向[1]。與傳統(tǒng)食品包裝相比，可生物降解的抗菌納米纖維膜不僅遵循綠色理念，還可以避免食物腐化[2]。隨著消費(fèi)者對食品中抗菌劑和防腐劑的要求越來越高，開發(fā)功能性食品包裝已成為必要趨勢。因此食品包裝可采用可降解生物基為成膜材料，添加替代傳統(tǒng)化學(xué)物質(zhì)的天然無毒抗菌劑和防腐劑，達(dá)到延長食品保質(zhì)期的目的[3] 。

大量研究證實(shí)，芳香植物及其提取物可以有效抑制食品中微生物的生長和繁殖。該類物質(zhì)屬于天然食品添加劑，用于有效保障食品安全和延長保質(zhì)期[4]。大蒜素（Alli）是從蔥科蔥屬類植物大蒜中提取出來的一種有機(jī)硫化合物，是一種天然的抗生素，抗菌機(jī)理是其中含有的二烯丙基二硫物能破壞細(xì)菌中的硫醇基酶，達(dá)到抗菌效果[5]。Alli常用作食品防腐劑，以抑制病原體和腐敗微生物的生長，滿足消費(fèi)者對食品添加劑無毒無害的要求[6。Alli具有廣譜抗菌、抗炎、抗氧化等多種生物活性，對多種細(xì)菌、真菌和病毒具有抑制作用[，且不會(huì)產(chǎn)生抗藥性。然而，AIli具有不穩(wěn)定性、易揮發(fā)性和刺激性難聞氣味，在食品包裝行業(yè)應(yīng)用中受到一定程度的限制，因此需制備包合物以改善Alli的物理特性。環(huán)糊精（ β -CD）具有疏水空腔結(jié)構(gòu)且無毒害，目前 β -CD分子成為許多有機(jī)化合物包封的良好選擇，也是保護(hù)抗菌物質(zhì)免受降解的優(yōu)良方法[8]

靜電紡技術(shù)指通過高壓對聚合物溶液或熔體進(jìn)行牽伸，從而制備出具有比表面積大、孔隙率高、尺寸易控制、表面易功能化（如表面涂覆、表面改性）等特點(diǎn)的亞微米至納米級(jí)尺寸聚合物納米纖維[9] 。

由于靜電紡技術(shù)低成本且易負(fù)載抗菌化合物，從而得到廣泛應(yīng)用。本文以PUL和PVA為基材，AIli為活性抗菌物質(zhì)，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法將Alli包合在 β -CD空腔中，并將包合物負(fù)載到PUL/PVA納米纖維中，制備出PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC納米纖維膜，探究該納米纖維膜對大腸桿菌的抗菌作用，為開發(fā)延長食品保質(zhì)期和抵抗微生物活性的功能性食品包裝材料提供思路

1實(shí)驗(yàn)

1. 1 實(shí)驗(yàn)材料

普魯蘭 （?98% ），南京都來生物技術(shù)有限公司；1788型聚乙烯醇（醇解度 87.0%～89.0% 和大蒜素 （?95% ），上海麥克林生化科技股份有限公司； β -環(huán)糊精，天津科密歐化學(xué)試劑研制中心;酵母浸粉（生物試劑）和胰蛋白脈（生物試劑），北京奧博星生物科技股份有限公司；瓊脂粉（生物試劑），北京索萊寶科技股份有限公司；大腸埃希氏菌，魯威科技有限公司（中國上海）；去離子水，杭州娃哈哈集團(tuán)股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備AIli/ β_β -CD-IC粉末

稱取 1.8gβ -CD粉末溶于 30mL 去離子水中，水浴加熱 50^°C 并攪拌 ^2h ，再將Alli油狀物溶于無水乙醇中（體積比為 1：5 ），常溫下攪拌 ^2h ，Alli與β -CD質(zhì)量比分別為 1：1，1：2，1：3，1：4，1：5 向 β -CD溶液中逐滴加入AIli溶液，將配置的溶液在常溫下攪拌 24h 至溶解均勻；打開低溫冷卻液循環(huán)泵，待溫度降至零度以下后開始旋蒸；將溶液倒入100mL 圓底燒瓶中，在 30^°C 水浴條件下，選擇合適轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)；第一次旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)結(jié)束后，量取100mL 去離子水倒入圓底燒瓶中，超聲分散使其溶解均勻；組裝好抽濾瓶，用少量去離子水潤濕濾膜，將溶液倒入漏斗進(jìn)行抽濾，除去溶液中未被包合的大蒜素粉末；將濾液倒人圓底燒瓶中再進(jìn)行二次旋蒸，最終將得到的白色固體進(jìn)行真空干燥，研磨后即可得到Alli/ β -CD-IC 粉末。

1. 2.2 負(fù)載Alli/ σ_β^′ -CD-IC的PUL/PVA納米纖維的 制備

稱取一定量PVA溶于去離子水中，在溫度為90°C ，轉(zhuǎn)速 350Δr/min 下攪拌 ^2h 后降至室溫，向PVA溶液中按質(zhì)量比加入PUL，配置 0.16g/mL 的PUL/PVA混合紡絲液；向混合紡絲液中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%4%6% 的 Alli/ β -CD-IC，在溫度為 25^°C ，轉(zhuǎn)速 350r/min 下攪拌 24h 后得到PUL/PVA@Alli/β -CD-IC混合紡絲液;將混合紡絲液在以下條件下進(jìn)行靜電紡：電壓為 20kV 、推進(jìn)速度為 0.4mL/h ！接收距離為 13cm.9 號(hào)針頭、溫度為 23^°C 、相對濕度為 38% 。

1.3 紡絲溶液性能測試

1.3.1 粘度測試

使用DV-79數(shù)字粘度計(jì)（上海尼潤智能科技有限公司），依據(jù)待測樣粘度選取合適的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子，將轉(zhuǎn)子垂直浸入不同比例PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC混合紡絲液中，液面與旋轉(zhuǎn)液面的標(biāo)準(zhǔn)線齊平，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速并開始旋轉(zhuǎn)，待粘度機(jī)運(yùn)行停止，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)取平均值。

1. 3.2 電導(dǎo)率測試

室溫下，使用DDS-307電導(dǎo)率儀（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）測量不同比例的混合紡絲液的電導(dǎo)率，測量3次取平均值。

1.3.3 表面張力測試

使用K100表面張力儀（德國KRUSS公司）測試溶液的表面張力，重復(fù)3次取平均值。

1. 4 紫外可見光譜（UV）測試

通過紫外-可見分光光度計(jì)記錄Alli、Alli/β-CD-IC的吸光度值。用電子天平稱取 22.80mg 的Alli溶液置于 100mL 棕色容量瓶中用無水乙醇進(jìn)行定容;再從配置好的AIli溶液中分別吸取2.0、4.0，6.0，8.0mL ，依次用 100mL 棕色容量瓶進(jìn)行定容。分別測定上述4組不同濃度溶液在 200～ 350nm 范圍內(nèi)吸光度值，記錄下波長 215nm 處的吸光度值，使用Origin2018軟件擬合建立Alli標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。將 20mg Alli/ β -CD-IC溶解于 30mL 無水乙醇中，并在超聲清洗機(jī)中超聲 10min ，后將溶液在 2500r/min 離心 10min ，同樣用紫外可見分光光度計(jì)測量波長 215nm 處的吸光度，測定Alli上清液的濃度，通過擬合方程計(jì)算包封率[10]

1.5 掃描電鏡（SEM）表征

在樣品臺(tái)上貼好導(dǎo)電膠，將 β -CD粉末、Alli和β -CD物理混合（Alli/ β -CD-mix）粉末、Alli/ β -CD-IC粉末滾粘到導(dǎo)電膠上;將PUL/PVA納米纖維膜和負(fù)載不同包合物比例的PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC 納米纖維膜裁剪適當(dāng)尺寸平鋪到導(dǎo)電膠上；對所制樣品表面進(jìn)行噴金 （Pt） 處理;將樣品臺(tái)放入掃描電鏡（JSM-7800F型，日本電子株式會(huì)社）的樣品室并拍照。

1.6 傅里葉變換紅外光譜（FTIR）測試

使用90003型傅里葉變換紅外光譜儀（鉑金埃爾默儀器有限公司）對 Alli、 β-CD 、Alli/ β -CD-IC、PUL、PVA、PUL/PVA、PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC進(jìn)行紅外光譜掃描，掃描范圍為 500～4000cm^-1 。采用KBr壓片法，將待測樣品與干燥的溴化鉀粉末以1：200 放人瑪瑙研缽中進(jìn)行，制備待測樣片并固定在磁性膜材料的樣品架子進(jìn)行測試。

1. 7 X-射線衍射（XRD）測試

使用PX02型X-射線衍射儀（日本島津公司）分別對 β -CD、Alli/ β -CD-mix、Alli/ β -CD-IC、PUL、PVA、PUL/PVA、PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC進(jìn)行X射線衍射測試。依據(jù) Cu 輻射源，電壓為 40kV ，電流為 30mA ，衍射角范圍為 10^°～70^° ，掃描速率為8（°）/min 和 0.02^° 的步長下進(jìn)行測量。

1.8 納米纖維膜活菌計(jì)數(shù)抗菌實(shí)驗(yàn)

采用平板活菌計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)分別測定PUL/PVA、Alli 、Alli/ β -CD-mix、PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC四組樣品對大腸埃希氏菌（ 的抗菌活性，參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[]。制備 pH 為7.2 的液體培養(yǎng)基，向其接種E.coli實(shí)驗(yàn)菌株，搖床培養(yǎng) ^18h ;制備 ΔpH 為7.2的固體培養(yǎng)基，放置在無菌操作臺(tái)上使固體培養(yǎng)基降至常溫后觀察 12h ，確保固體培養(yǎng)基上無雜菌滋生；在固體培養(yǎng)基表面滴加稀釋 10⁴ 倍的待測菌液，用涂布棒平緩均勻涂開試樣菌液，每個(gè)樣品涂抹3個(gè)平行試樣，將涂抹好的培養(yǎng)皿倒扣，樣品置于 37^°C 的恒溫培養(yǎng)箱中， 24h 后統(tǒng)計(jì)固體培養(yǎng)基上的活菌落數(shù)，通過公式計(jì)算出待測樣品的抑菌率并對抗菌性能進(jìn)行分析[12]。每個(gè)待測樣品取3次平行試樣的均值，并計(jì)算其抑菌率。抑菌率計(jì)算公式為：

P/%=（A-B）/A×100

式中： P 為抑菌率， %;A 為菌種空白樣細(xì)菌數(shù)，個(gè)； B

為待測樣品細(xì)菌數(shù)，個(gè)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 紡絲溶液性質(zhì)分析

加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Alli/ β -CD-IC對PUL/PVA溶液電導(dǎo)率、粘度和表面張力的影響如表1所示。當(dāng)加入Alli/ β -CD-IC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 2%.4% ！6% 時(shí)，混合紡絲液電導(dǎo)率整體呈降低趨勢，粘度先減小后增加，而表面張力略有增加。電導(dǎo)率的增加使得高壓電場對溶液的拉伸度增加，因而有利于平滑纖維的形成，纖維直徑也降低。電紡過程初始階段需要溶液帶電荷以克服其表面張力，在射流運(yùn)行過程中，表面張力會(huì)引起珠狀物的產(chǎn)生。較高的粘度意味著在溶劑和聚合體分子間的交聯(lián)作用變大，因此當(dāng)溶液在電荷影響下被拉伸時(shí)，溶劑分子傾向于在交聯(lián)的聚合體分子表面擴(kuò)散開，以減少因表面張力而導(dǎo)致的溶劑分子聚集的趨勢。但如果混合紡絲液粘度過大，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的聚合物分子間纏繞現(xiàn)象，影響紡絲穩(wěn)定性，紡絲過程中出現(xiàn)膠裝物堵塞噴頭，阻礙纖維的連續(xù)性和出現(xiàn)纖維粘連等現(xiàn)象。

2.2 包合物的包封率分析

使用紫外-可見分光光度計(jì)測定AIli標(biāo)準(zhǔn)液在不同波長下的吸光度，并最終選取 λ 在 215nm 波長處測定。對AIli的濃度與吸光度進(jìn)行回歸分析，得到大蒜素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程如圖1所示。將不同比例的Alli/ β -CD-IC濾液在 215nm 處測得的吸光度值代人回歸方程，計(jì)算包封率，結(jié)果如表2所示。當(dāng)Alli與 β -CD 以 1：3 的質(zhì)量比進(jìn)行包合，包封率為98.6% 。 β -CD的外部羥基可以與AIli分子中的硫原子和雙鍵附近的氫原子形成氫鍵，其中AIli分子中有2個(gè)硫原子和6個(gè)雙鍵附近的氫原子，而 β -CD結(jié)構(gòu)單元有21個(gè)羥基，因此Alli與 β -CD包合質(zhì)量比為 1：3 時(shí)較為合適。此外環(huán)糊精內(nèi)部空腔的疏水性與AIli分子的烯丙基和二硫鍵疏水性部分之間存在范德華力，有助于Alli分子被包裹在 β -CD的空腔內(nèi)。

2.3 形貌特征分析

圖2是 β -CD、Alli/ β -CD-mix、Alli/ β -CD-IC 三種粉末狀樣品的掃描電鏡圖。 β -CD呈現(xiàn)柱體塊狀結(jié)構(gòu)，將兩者物理共混后的Alli/ β -CD-mix呈現(xiàn)半棱形塊狀結(jié)構(gòu)，而進(jìn)行包合的Alli/ β -CD-IC呈現(xiàn)不規(guī)則片狀結(jié)構(gòu)。此外，包合物的結(jié)構(gòu)尺寸明顯降低，表明Alli被成功封裝于 β -CD 中

圖3是PUL/PVA以及加了不同質(zhì)量比包合物的電紡纖維掃描電鏡圖。PUL/PVA（7/3）納米纖維膜形貌良好，且平均直徑為 156.42nm 。當(dāng)加入Alli/ β -CD-IC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 2%4%6% 時(shí)，納米纖維均具有較好的形貌，纖維直徑均勻。隨著Alli/ β -CD-IC增加，納米纖維膜的平均直徑也隨之增加。由上述溶液性質(zhì)可知，當(dāng)加入不同比例的包合物后，溶液的粘度增加，在相同電壓條件下，所需要克服的表面張力增大，因?yàn)槔w維直徑增加。此外，加入包合物后，PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維內(nèi)有較小串珠出現(xiàn)，可能是因?yàn)镻UL/PVA中包覆了 Alli/ β -CD-IC。

2.4紅外光譜分析

圖4為Alli、 β -CD、Alli/ β -CD-mix、Alli/ β -CD-IC的紅外光譜（FTIR）圖，從圖中可看到，Alli在 3085cm^-1 為 CH₂ 非對稱拉伸振動(dòng)峰， 3012cm^-1 為C—H拉伸特征峰， 1635cm^-1 為 C=C 拉伸振動(dòng)峰， 1210～ 1423cm^-1 間多處頻帶為 CH₂-CH₂=CH 伸縮振動(dòng)特征峰， 919cm^-1 為C—S—C 拉伸振動(dòng)特征峰[13]β -CD紅外光譜圖中， 3340cm^-1 為O一H伸縮振動(dòng)引起的特征吸收峰， 2932cm^-1 為C—H伸縮振動(dòng)引起的特征峰， 1607cm^-1 為H—O—H彎曲振動(dòng)特征峰， 1157cm^-1 為C—O伸縮振動(dòng)峰， 1030cm^-1 為

C—O—C伸縮振動(dòng)特征峰。Alli/ ΔB -CD-mix的FTIR光譜圖顯示有Alli和 β -CD單獨(dú)特征峰的疊加，而Alli/ β -CD-IC紅外光譜相對于 β -CD基本沒有顯著變化， β -CD 特征峰在 3500cm^-1 附近的波段特征更為強(qiáng)烈，且 Alli/ β -CD-IC和 β -CD的紅外光譜帶基本重合。Alli/ β -CD-IC與 β -CD的紅外光譜變化不大。兩種化合物同時(shí)存在的時(shí)候，峰條帶寬度增加。在 3100～3750cm^-1 范圍內(nèi)， Alli/β -CD-IC的紅外光譜波段較平坦，并顯示出峰值幅度偏移和強(qiáng)度變化，該變化說明Alli分子與 β -CD分子以分子間氫鍵的形式物理相互作用[14]。因此，紅外光譜結(jié)果表明Alli被成功包封在 β -CD客體內(nèi)。

圖5為PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC納米纖維膜FTIR圖，從圖中可看到，PVA分子在 3435cm^-1 為O一H 振動(dòng)特征峰， 1734cm^-1 為 C=0 特征峰，845cm^-1 為 C—C 振動(dòng)特征峰[15]。PUL分子在3451cm^-1 為O一H振動(dòng)特征峰，這一特征峰的結(jié)果表明了PUL多糖中含有大量O一H鍵， 1300～ 1500cm^-1 處的頻段分別為CH振動(dòng)特征峰和 CH₂ 振動(dòng)特征峰， 851cm^-1 為 ∝ 葡萄糖苷鍵特征峰[16]觀察并分析PUL/PVA在 3431cm^-1 峰值發(fā)生偏移，說明PUL和PVA之間有氫鍵形成，發(fā)生氫鍵的原因是PUL中的羥基（一OH）可以與PVA中的羥基（一OH）形成氫鍵，一個(gè)氫原子與一個(gè)電負(fù)性較強(qiáng)的氧原子以共價(jià)鍵的形式存在，使分子間緊密結(jié)合，增加化合物之間的相互作用。向PUL中混合不同比例的PVA，分子間電負(fù)性不同，所反映的吸收峰有位置和峰值差別，在 1000～1500cm^-1 處的頻段顯示出PUL和PVA結(jié)合程度不同，在 1082cm^-1 處形成的特征峰是由于PVA與PUL分子中兩個(gè)羥基損失一個(gè)水分子，形成C—O—C鍵。PUL/PVA混合納米纖維膜與PUL、PVA原物質(zhì)纖維膜對比，O一H鍵振動(dòng)峰出現(xiàn)了偏移。以上峰值結(jié)果表明，在混合納米纖維膜中，PVA與PUL分子間相互作用。負(fù)載Alli/ β -CD-IC的PUL/PVA納米纖維膜與PUL/PVA納米纖維膜的特征峰的譜圖相似，圖4中 Alli/ β CD-IC特征峰在圖5中均未體現(xiàn)，結(jié)合負(fù)載Alli/β -CD-IC的納米纖維膜電鏡（見圖3）的纖維形貌，即PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC納米纖維膜負(fù)載成功。

2.5 X射線衍射分析

圖6為 β -CD粉末、Alli /β-CI 0-mix粉末及Alli/ β -CD-IC粉末的X射線衍射（XRD）圖，從圖中可看到， β -CD粉末在 10.54^°，12.49^°， 15.29^°，19.23^°，22.73^° 均有尖銳峰出現(xiàn)，表明β -CD粉末以晶體結(jié)構(gòu)形式存在；相比之下，在Alli/ β -CD-mix中仍能檢測到 β -CD結(jié)晶峰，然而在Alli/ -CD-IC中未觀察到與 β -CD 相似的結(jié)晶峰。另外，Alli/ β -CD-IC在 13.11^°，15.66^°， （2016.74^°，17.99^°，18.78^° 出現(xiàn)新的特征峰。圖6結(jié)果顯示，Alli/ β -CD-IC與 β -CD粉末未見重疊結(jié)晶峰。該X射線衍射實(shí)驗(yàn)證明，成功制備出Alli/ β -CD-IC。

圖7為基材膜和負(fù)載 Alli/β -CD-IC納米纖維膜的XRD圖，從圖中可看到，PVA在 19.50^° 處出現(xiàn)尖銳的衍射峰，在 40.67^° 處出現(xiàn)較弱的衍射峰；PUL在 19.70^° 處出現(xiàn)衍射峰；PUL/PVA混合納米纖維膜在 23.3^° 處出現(xiàn)衍射峰，與原物質(zhì)PUL和PVA的衍射峰進(jìn)行對比，混合納米纖維膜的峰值變寬，尖銳衍射峰消失，表明通過靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維膜的過程中，原物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)被破壞。PUL與PVA分子間緊密作用，阻礙形成晶體結(jié)構(gòu)，通過PUL與PVA聚合物相互作用形成氫鍵，不同比例PVA會(huì)導(dǎo)致分子間的相互作用力的作用程度不同[17]。負(fù)載Alli/ -CD-IC 的納米纖維膜峰值均向右偏移，且未出現(xiàn)類似Alli/ β -CD-IC的特殊峰值和晶體結(jié)構(gòu)的尖銳峰，表明分子間的相互作用阻礙晶體形成并導(dǎo)致無定型結(jié)構(gòu)。隨著負(fù)載Alligt; β CD-IC含量增加，Alli/ β -CD-IC與PUL/PVA相互作用力增加。以上結(jié)果表明：對于不同比例納米纖維膜，XRD圖譜中衍射峰的位置、尖銳程度及峰值形態(tài)會(huì)出現(xiàn)差異性；即使是原材料相同，但按不同比例混合得到的譜圖也會(huì)因結(jié)晶形態(tài)不同而發(fā)生改變。

2.6 納米纖維膜的抗菌活性研究

圖8為試樣在瓊脂平板上的活菌直觀圖。從圖8 中可看到，與大腸桿菌的空白樣對比，加入 30μL Alli的平板菌落數(shù)為 279±35.57 ，抑菌率為（ 50.10± 0.54）% ，隨著Alli濃度增加，平板菌落數(shù)相對減少，當(dāng)加入 55μL 的Alli時(shí)，抑菌率可達(dá)到 100% ，表明Alli對可供試樣的菌種具有明顯的抑菌作用；加入0.5g 的Alli/ -CD-IC時(shí)，大腸桿菌菌種空白樣的菌落數(shù)都有降低趨勢，抑菌率為（ 62.08±0.26）% ；加人 -CD-IC時(shí)，固體培養(yǎng)基上的菌落個(gè)數(shù)顯著降低，抑菌率可達(dá) （99.82±0.17）% 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Alli具有優(yōu)異的抗菌活性，制備出的Alli/ β CD-IC在改變其不穩(wěn)定性和難聞氣味的同時(shí)，仍具有顯著的抗菌活性。PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC納米纖維膜對大腸桿菌有明顯的抑制其增長的特性，抑菌率可達(dá)到 （99.91±0.07）% 。根據(jù)平板計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)通過抑菌率公式將活菌數(shù)代入（如表3）計(jì)算試樣抗菌效果，結(jié)果表明大蒜素及其包合物對真菌有顯著抑制生長的效果，與制備大蒜素微膠囊通過抑菌圈觀察抗菌效果的結(jié)果一致[18] O

圖9為Alli抗菌機(jī)理圖，Alli中因富含烯丙基和硫醚鍵與病原微生物中的一SH（巰基）鍵反應(yīng)，生成硫化物，這種反應(yīng)會(huì)破壞微生物的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。同時(shí)硫化物可以抑制微生物蛋白質(zhì)、

DNA和RNA的合成，從而阻止微生物的生長和繁殖。此外Alli能夠損傷微生物的細(xì)胞膜系統(tǒng)，使其細(xì)胞膜的完整性受到破壞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物泄漏，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。Alli還能影響微生物的生物被膜，破壞其保護(hù)機(jī)制，使微生物更容易被殺滅。

3結(jié)論

為擴(kuò)展食品包裝領(lǐng)域，制備綠色可降解的抗菌納米材料，本文以PUL和PVA為紡絲基材，負(fù)載Alli/β -CD-IC，在電壓為 20kV 推進(jìn)速度為 0.4mL/h 、溫度為 23^°C 相對濕度為 38% 的紡絲條件下制備了PULPVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜，所得結(jié)論如下：

a）將Alli包合到 β -CD空腔中，測得最佳包合質(zhì)量比為 1：3 ，該質(zhì)量比下的包合效率達(dá) 98.6% ，形成的Alli/ β -CD-IC具有顯著的抗菌效果。向大腸桿菌試樣中添加 0.8g Alli/ β -CD-IC后，其抑菌率可達(dá) 99.82% 。b）PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC納米纖維膜呈現(xiàn)出良好的絲狀形貌，直徑分布均勻。當(dāng)負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù) 6% 的 Alli/ β -CD-IC 時(shí)，其平均直徑為 （414.45±12.09）nm_? 。c）不同比例PUL/PVA@Alli/ β -CD-IC納米纖維膜間存在氫鍵相互作用，納米纖維膜對大腸桿菌的生長具有抑制作用，負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù) 6% 的 Alli/ β -CD-IC時(shí)，抗菌效率為 99.91% 。

可降解納米纖維膜不僅可改變抗菌精油不穩(wěn)定和難負(fù)載的缺陷，而且為Alli在不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路

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Abstract：Due to theinstability，iritating odorandnon-electrospinning of Ali，itsapplication inthe food packaging industryhas been limited to a certain extent.In this paper，biodegradable biobase is used as a filmforming material loaded withAlli inclusion，to improve thedefectsof Ali and enhance thevalueof Alli utilization. Currently，the preparation of biodegradable antimicrobial nanofiber membranes has become an important research direction in the food packaging industry. Alli has a spectral antibacterial effect and cyclodextrin （ β -CD）has a hydrophobic cavity structure and is non-toxic. Alli/ β -CD-IC was obtained by wrapping Alli molecules in β -CD molecules by rotary evaporation. Ali/ β -CD-IC （1：3） with mass fractions of 2% ， 4% and 6% were added to the PUL/PVA hybrid spinning solution， and electrostatic spinning was utilized to obtain PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofiber membranes under a voltage 20kV ，flow rate of 0.4mL/h ， receiving distance of 13cm ，temperature of 23^°C ，and relative humidity of 38%

Analyzing the scanning electron microscope images and observing the Alli/ β -CD-IC images all showed irregular surfaces， which were different from the morphology presented by the pure β -CD， and the original morphology was significantly changed.Inthe PUL/PVA（7 ： 3） mixture，there are smaler beads in the PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofiber membrane， and the nanofiber membrane prepared by adding Alli/ β -CD-IC has better morphology and uniform fiber diameter， which indicates that PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofibers have a filamentous and continuous fiber structure.The analysis of infrared spectra andthe comparison of PUL/PVA hybrid nanofiber membranes with PULand PVA as-received fiber membranes showed that the O-H bond vibration peak was shifted，and there was intermolecular interaction between PVA and PUL.The spectra of the characteristic peaks of PUL/PVA nanofibrous membranes loaded with Alli/ β -CD-IC were like those of PUL/PVA nanofibrous membranes，while the Alli/ β -CD-IC characteristic peak disappeared. The XRD results showed that the peaks of PUL/PVA nanofiber membranes were shifted to the right，indicating that the close interaction between PUL and PVA molecules hindered the formation of a crystal structure，and the formation of hydrogen bonds through the interaction of PULandPVA polymers resulted in the intermolecular interaction force that wouldact diferently with different proportions of PVA. The peaks of the nanofiber membranes loaded with Alli/ β -CD-IC were all shifted to the right and did not show any special peaks like those of Alli/ β -CD-IC and sharp peaks of the crystal structure， suggesting intermolecular interactions that hindered the formation of crystals and led toan amorphous structure.The number of colonies on the solid medium was significantly reduced when _0.88 of Alli/ β -CD-IC was added in comparison， and the inhibition rate could reach 99.82%±0.17% ; the PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofiber membrane prepared with loaded Alli/ β -CD-IC had a significant inhibitory property on the growth of E .coli，and the inhibition rate could reach 99.91%±0.07% . The experimental results showed that allicin and its inclusion complexes had significant growth inhibition effect on fungi.

Expanding the field of food packaging to prepare green and degradable antimicrobial nanomaterials，PUL and PVA were used as spinning substrates， loaded with Alli/ β -CD-IC，and PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofibrous membranes were prepared under certain spinning conditions，and the results are shown below.In this paper，in order to improve the Alli instability and unpleasant odor， Alli and β -CD were encapsulated with a mass ratio of 1：3 ， and the encapsulation efficiency reached 98.6% .The formed Alli/ β -CD-IC still had a significant antimicrobial effect，and the inhibition rate could reach 99.82% . PUL and PVA were selected as the substrate membranes and loaded with Alli/ β -CD-IC to improve the utilization of Alli/ β -CD-IC， and the experiments proved that the degradable substrate membranes were loaded with Alli/ β -CD-IC，and PUL/PVA @ Alli/ β -CD-IC nanofibrous membranes were successfully prepared to improve the application range of Alli. Different ratios of PUL/PVA@Alli/ （20號(hào) β -CD-IC nanofiber membranes inhibited the growth of E . coli with an antimicrobial efficiency of 99.91% .The degradable nanofiber membranes notonly changed the defects of antimicrobial esential oils that were unstable and difficult to load，but also provided a new way of thinking about the application of Alli in diferent fields.

Keywords： electrostatic spinning； alicin; cyclodextrin;nanofiber membrane; inclusion；antimicrobial properties